Поиск Кабинет

Эмбриональная стволовая клетка обладает способностью репрограммировать ядро взрослой соматической клетки

Подготовил A.B. Берсенев по материалам Science 2005; 309: 1369-1373.

Принято считать, что только цитоплазма яйцеклетки обладает уникальной способностью репрограммировать ядро взрослой соматической клетки при его переносе. Причём этот механизм универсален для многих видов млекопитающих, включая человека. Этот билогический феномен широко используется для создания клонированных организмов и индивидуальных линий эмбриональных стволовых клеток [ЭСК). Однако, механизмы этого феномена, реализующегося посредством цитоплазматических факторов ооцита, остаются неизученным.

Лаборатория Kevin Eggan из Harvard Stem Cell Institute изучает возможности репрограммирования ядра соматической клетки в ЭСК. При получении положительного результата на человеческом материале технология может заменить существующую - перенос ядра соматической клетки (ПЯСК) в энуклеированный ооцит с целью создания индивидуальных линий ЭСК [так называемого терапевтического клонирования). Последняя подразумевает использование донорских яйцеклеток и искусственное создание эмбриона, который уничтожается после выделения ЭСК. Широкое использование подобной технологии в регенеративной медицине вызывает неоднозначные этические мнения в обществе, протесты религиозных деятелей и запреты ПЯСК человека в ряде стран мира.

Если технология, предлагаемая Kevin Eggan, действительно дает положительные результаты с человеческим материалом, то её применение поможет избежать этических проблем, поскольку она не связана с созданием эмбрионов и использованием донорских яйцеклеток. Предшествующие эксперименты на мышах показали перспективность такого подхода. Первые результаты работы, выполненные Cowan Chad из лаборатории Eggan, были опубликованы в журнале Science. Ниже представлены основные выводы из нее.

1. In vitro модель, созданная исследователями, может быть применена для изучения этого феномена. Схема эксперимента представлена на рисунке.

B работе использовали фибробласт кожи человека и линию ЭСК. Оба вида клеток генетически метили и выполняли химически индуцированное слияние. За счёт генетических меток производили селекцию клеток-гибридов и изучали их свойства.

2. Слияние с ЭСК приводит к полному репрограммированию генома ядра соматической клетки до «эмбрионального уровня». Это важное положение было доказано исследователями несколькими путями:

- клетки-гибриды имеют такие же маркёры (Oct4, telomerase, AP, SSEA4, TRA1 -80) и морфологию, что и родительская линия ЭСК;

- гибриды характеризуются «иммортальным» ростом в культуре (клетки линии претерпевали более 120 делений);

- гибриды обладают плюрипотентностью и образуют тератомы в мышах-nude (в тератомах были обнаружены ткани всех 3-х зародышевых листков);

- изучение транскрипционного профиля показало максимальное сходство у линий-гибридов и ЭСК; в отличие от первичных фибробластов, соматический геном оказался репрограммированным на 99%.

3. Слияние соматической клетки с ЭСК приводит к потере эпигенетической памяти, аналогично тому, как это происходит при ПЯСК в энуклеированный ооцит. Авторы продемонстрировали это на примере деметилирования одного из генов, который в норме метилирован в фибробластах.

4. Репрограммирование генома соматической клетки посредством ЭСК универсально и не зависит от вида клеток. Для подтверждения этой гипотезы исследователи выполнили слияние костных клеток с другой линией ЭСК и получили такие же результаты.

Таким образом, группа Eggan впервые показала, что ЭСК человека, подобно яйцеклетке, способна репрограммировать ядро взрослой соматической клетки. Однако клетки-гибриды, полученные в опытах Cowan, имели набор хромосом 4n, поэтому неясна их биологическая судьба. Также остаётся неясным, ядерные или цитоплазматические факторы ЭСК ответственны за репрограммирование? Способны ли мутантные клетки поддерживать стабильность карио-, гено- и фенотипа? Можно ли утверждать генетическую идентичность таких линий ЭСК донору ядра? Способны ли вновь созданные индивидуальные ЭСК дифференцироваться во все типы тканей in vitro? Насколько такие клетки будут иммуно-генны? Можно ли говорить о «терапевтическом будущем» таких гибридов? Ответить на эти вопросы позволят будущие исследования.

Более перспективной технологией, видимо, станет ПЯСК в энуклеированную ЭСК. Тем не менее, авторы работы доказали самое главное - репрограммирование ядра соматической клетки человека возможно не только в яйцеклетке, но и в ЭСК. Это указывает на наличие общих факторов ово-цита и ЭСК, ответственных за «снятие» соматической геномной и эпигеномной информации.

Подписаться на новости
461
Дата: 08 апреля 2005 г.
© При копировании любых материалов сайта, ссылка на источник обязательна.
Подняться вверх сайта